第5章 三相异步电动机的基本原理(电机及拖动基础).pdf

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1、第五章三相异步电动机的基本原理主要讲授内容：三相异步电动机的工作原理、结构、运行特性、等效电路、参数测量、转矩转差的关系等，是必须掌握的内容，使本课程的重点。是在现代工业中正被大量应用的机电能量转换装置，是后续课程《电力拖动》课程的基础。讨论：三相异步电动机What？三相异步电动机的用途、结构？How？三相异步电动机的工作原理？第一节三相异步电动机的结构及额定参数一、异步电动机的主要用途和分类用途：异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运

2、行效率较高和具有适用的工作特性。采用现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的调速性能。已经取代直流电动机，成为应用广泛的调速系统。异步电动机的缺点：功率体积比较小。功率因数较差。直接接电网运行时，必须从电网里吸收滞后的励磁电流，使它的功率因数总是小于１。通过控制器可以使这一缺点得到改善。异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩。所以，异步电机又叫感应电机。二、异步电动机的分类从不同角度看，有不同的分类法：（1）按定子相数

3、分有①单相；②三相异步电动机。（2）按转子结构分有①绕线式；②鼠笼式。后者又包括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机。此外，根据电机定子绕组上所加电压的大小，又有高压、低压异步电动机之分。从其它角度看，还有高起动转矩、高转差率、高转速异步电机等等。异步电机也可作为异步发电机使用。单机使用时，常用于电网尚未到达的地区，又没有同步发电机的情况，或用于风力发电等特殊场合上。在异步电动机的电力拖动中，异步电机回馈制动时，即运行在异步发电机状态。三、异步电动机的结构定子铁心定子定子绕组异步电动机机座转子铁心绕线型转子转子绕

4、组笼型转轴定子绕组转子定子集电环轴承转子绕组定子绕组端盖出线盒绕线电动机转子笼型绕组导条风叶铁心绕组滑环轴承端环1、异步电动机的定子：异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。（1）定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心用用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的，在硅钢片的两面还应途上绝缘漆。下图所示为定子槽,其中(a)是开口槽，用于大、中型容量的高压异步电动机中；(b)是半开口槽，用于中型500V以下的异步电动机中；(c)是半闭口槽，用于低压小型异步电动机

5、中。（2）定子绕组：高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用Y接，只有三根引出线，如图(a)所示。对中、小容量低压异步电动机，通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可接成Y形或△形，如图(b)所示。定子绕组用绝缘的铜（或铝）导线绕成，嵌在定子槽内。（3）机座：主要是为了固定与支撑定子铁心。如果是端盖轴承电机，还要支撑电机的转子部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚度。对中、小型异步电动机，通常用铸铁机座。对大型电机，一般采用钢板焊接的机座，整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。机座上还有端盖，风

6、罩，铭牌等。2、气隙：异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，在中、小型异步电动机中，气隙一般为0.2~1.5mm左右。3、异步电动机的转子：异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的。(1)转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形。(2)转子绕组：分为笼型和绕线型两类。a）笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，则可看出

7、，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用铝的。b）绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组，一般都联接成Y形。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来。这就可以把外接电阻串联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动性能或调节电动机的转速。与笼型转子相比较，绕线型转子结构稍复杂，价格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大，或需平滑调速的场合使用。四、三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌上标明电机的型号、额定数据等。1、异步电动机的型

8、号：电机产品的型号一般采用大写印刷体的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其中汉语拼音字母是根据电机的全名称选择有代表意义的汉字，再用该汉字的第一个拼音字母组成。例如Y系列三相异步电动机表示如下：Y100L12异步电动机极数铁心长度代号机座中心高机座长度代号我国生产的异步电动机种类很多，常见的产品系列：Y系列为小型鼠笼全封闭自冷式三相异步电动机。用于金属切削机床、通用机械、矿山机械、农业机械等。也可用于拖